Kako zapravo autofokus zapravo djeluje?

Automatsko fokusiranje obilježje je modernih kamera koje je lako prihvatiti zdravo za gotovo. Ali jeste li se ikad prestali pitati kako to funkcionira? Fokusiranje ručnog objektiva može biti mukotrpan i frustrirajući proces, posebno za amatere - pa kako vaš pametni telefon to čini tako lako?

Ispada da zapravo postoji nekoliko tehnologija koje se koriste za postizanje efekta autofokusa. Za početak objasnimo što je fokus, a zatim kako računalo u vašem telefonu može manipulirati njime kako bi dobili oštru sliku.

Kako radi fokus

Objektiv vaše kamere na pametnom telefonu 6 razloga zašto je vaš pametni telefon najbolja kamera koju posjedujete 6 razloga zašto je vaš pametni telefon najbolja kamera koju posjedujete Možda nije digitalni SLR fotoaparat, ali vaš se pametni telefon buši znatno iznad težine kad je riječ o fotografiji. Sljedeći put kad izađete, napustite svoju staru točku i pucajte po kući. služi istoj svrsi kao i leća u vašem oku: uzeti svjetlost koja ga pogodi i projicirati na senzor kako bi se slika mogla snimiti.

Točna zakrivljenost leće diktira koliko mora senzor biti udaljen da bi se dobila jasna slika. Ako ste ikad koristili povećalo za spaljivanje drva sunčanog dana, znate da ga treba držati na točno pravoj udaljenosti da bi se fokusirala svjetlost..

Isto se događa s kamerama: ako je udaljenost pogrešna, slika je izoštrena i zbog toga je mutna. Ova udaljenost poznata je kao leća “dubina fokusa”.

Da bi se složile, kut pod kojim svjetlost udara u objektiv mijenja svoju dubinu fokusa. Plosnata leća fokusira paralelne zrake svjetlosti iz dalekog izvora, ali zamagljuje kutnu svjetlost koja dolazi iz perifernih objekata. Još zakrivljenija leća učinila bi suprotno.

Videozapis u nastavku opisuje detaljno objašnjenje rada leća, ako vas zanima:

Taj efekt možete vidjeti i sami, držeći dva palca, jedan blizu lica, a drugi u dužini ruke. Ako zatvorite jedno oko, ustanovit ćete da možete pomaknuti fokus između palca. Kad je daleko bistro, blizina postaje mutna i obrnuto.

U slučaju vašeg oka, promjena fokusa vrši se pomoću sitnih mišića da fizički promijene oblik leće. Prekomjerni rad ovih mišića ih umara, što je razlog zašto predugo gledate izbliza predmete.

U kamerama, koje koriste krute plastične ili staklene leće, cijela je leća montirana na motoru, koji može promijeniti udaljenost od senzora kako bi postigao željeni fokus. Objekti koji se nalaze na ispravnoj žarišnoj udaljenosti bit će oštri dok će predmeti koji su preblizu ili predaleko biti mutni.

Pitanje je kako kamera zna pravu udaljenost za svoj objektiv?

Metode aktivnog automatskog fokusiranja

Najjednostavnija metoda automatskog fokusiranja je korištenje a mehanički sustav koji pronalazi udaljenost do predmeta slike, a zatim to koristi da diktira fokus.

Najraniji patent, koji je Polaroid podnio 1986., koristio je sonar. Ultrazvukom je pulsirao metu i koristio odjek za određivanje udaljenosti. To djeluje, ali može pasti tokom snimanja kroz staklo prozirne, ali čvrste površine. Ako pokušate fotografirati kroz prozor, značajka automatskog fokusiranja prepoznat će odjek iz čaše i usredotočiti se na to, ostavljajući sliku izvan nje zamagljenošću.

Moderniji sustavi koriste svjetlost, posebno infracrveno svjetlo. Oni proizvode puls infracrvenog svjetla i bilo mjere količinu koja se odbija nazad ili vrijeme koje je potrebno da se svjetlost vrati, a zatim pomoću tih podataka odredite udaljenost. Ako pogledate kameru svog telefona i vidite dvije male diode pored nje, vjerojatno se tako izračunava vaš telefon.

Ovaj je pristup jednostavan i ima tendenciju da djeluje razumno, ali ima nedostataka. Neke površine apsorbiraju infracrveno svjetlo, što može dovesti do netačnog očitanja udaljenosti. Povrh toga, bilo koji IR izvor (poput otvorenog plamena ili jakog žarulja) može nadvladati svjetlo koje se vraća i učiniti automatsko fokusiranje neradnim. Pokušajte izbjeći ove scenarije ako želite dobiti dobre fotografije s aktivnom kamerom za automatsko fokusiranje.

Dakle, koja je alternativa?

Metode pasivnog autofokusa

Pasivni autofokus može biti prilično skuplji za implementaciju, pa ga najčešće vidite na SLR fotoaparatima (digitalnim i analognim). Pasivno automatsko fokusiranje izvodi matematičku analizu samih neobrađenih podataka kako bi se utvrdilo je li u fokusu ili ne.

Najčešći oblik pasivnog autofokusa je “otkrivanje kontrasta”, koji uzorkuje jednu ili više traka piksela iz sredine slike i mjeri kontrast piksela od piksela, podešavanje leće kako bi se pokušala pronaći konfiguracija koja ovaj kontrast maksimizira.

To funkcionira zbog toga što mutna područja slike po prirodi imaju manje kontrasta, a budući da ovu metodu ne zbunjuju IR izvori svjetlosti ili materijalne površine, jača je od aktivnog automatskog fokusiranja. U jednom smislu, ovo je najtačniji način ocjenjivanja fokusa jer izravno mjeri oštrinu slike.

U stvari je toliko učinkovit da se može fokusirati čak i kroz objektiv koji mijenja žarišna svojstva kamere - scenarij u kojem svaki drugi pristup propadne. S druge strane, otkrivanje kontrasta može potrajati neko vrijeme kako bi se pronašao dobar fokus (jer mora testirati mnoge mogućnosti) i može imati problema u scenama kojima nedostaje visok kontrast (poput pri fotografiranju pri slabom svjetlu Osvjetljujući vodič za fotografije slabog osvjetljenja Ako se radi o fotografiranju svjetla, kako fotografirati kada je oskudno?).

Zove se drugačiji pristup pasivnom autofokusu “detekcija faza”, koji koristi dvije mikrolense za hvatanje uzoraka dolazne svjetlosti i njihovo projiciranje na dva senzora. Analizirajući razliku između ovih slika, kamera može vrlo precizno utvrditi koliko su paralelne svjetlosne zrake koje ulaze u kameru i koristiti ove podatke za postizanje ispravnog fokusa.

Ovo je vrlo brz način da se utvrdi optičko fokusiranje, ali je skupo zbog potrebe za dodatnim sočivima, ogledalima i senzorima, tako da ćete to vidjeti više u vrhunskim, a ne ulaznim DSLR fotoaparatima. Najbolji DSLR-ovi ulazne razine Za nove fotografe Najbolji DSLR fotoaparati na početku za nove fotografe Ako želite prenijeti svoje fotografsko umijeće na novu razinu ili znate nekoga tko to radi, nema boljeg načina nego ući u svijet DSLR kamera. , I ne samo to, već može biti i manje precizno od otkrivanja kontrasta, posebno za komplicirane subjekte koji imaju komponente na nekoliko dubina.

U novije vrijeme smo se počeli viđati “hibrid” pasivni sustavi automatskog fokusiranja uskaču, koji koristite fazno otkrivanje da biste skočili na dobro fokusiranje, a zatim upotrijebite otkrivanje kontrasta da biste napravili mala preciziranja za najbolji mogući fokus. Na mnogo načina ove kamere nude najbolje iz oba svijeta (brzina i preciznost), ali trenutno su vrlo skup. Nadamo se da će se tijekom sljedećih nekoliko godina troškovi smanjivati.

Automatsko fokusiranje i vi

Ovo su četiri glavna pristupa autofokusu u zajedničkoj uporabi danas. U budućnosti ćemo možda vidjeti “kamere sa svjetlosnim poljem Lytro kamera sa svjetlosnim poljem: Snap Happy ili Photo Gimmick? Lytro kamera sa svjetlosnim poljem: Snap Happy ili Photo Gimmick? Opisan od strane zaposlenika, kao "prva veća promjena u fotografiji otkad je fotografija izumljena", kamera sa svjetlosnim poljem Lytro zasigurno je revolucionarni uređaj. Kamera pretresa stvari zamjenjujući većinu teških ... ” postaju sve popularniji, koji snimaju slike u svakom mogućem fokusu i odabiru najbolju. Do tada moramo raditi oko ograničenja dostupne tehnologije.

Pa kako doći do dobrih slika 5 načina da izbjegnete zamagljivanje fotoaparatom pametnih telefona 5 načina da izbjegnete zamagljivanje fotoaparatom pametnog telefona Mislim da je sigurno pretpostaviti da većina ljudi uzima svoje fotoaparate pametnim telefonima zdravo za gotovo, unatoč skokovima i granicama napravljenim u džepu uzimanje tehnologije. Nažalost, puno vremena naši pametni telefoni proizvode previše zamućeno ... iz kamere za automatsko fokusiranje?

• Najvažnije je to držite kameru mirno i pobrinite se da se fokus potpuno zbližio. To koristi dvostruko ako koristite sustav za automatsko fokusiranje na bazi kontrasta ili raspona koji će vam trebati nekoliko sekundi da biste pronašli pravi fokus.
• U to se također morate pobrinuti vaš se objekt nalazi u odgovarajućoj točki automatskog fokusiranja, obično je središte tražila, ali ne uvijek. O tome ovise prilično svi sustavi automatskog fokusiranja.
• Napokon to trebate budite svjesni tehnologije koju koristite i pobrinite se da vam scena odgovara. Ne pokušavajte se izravno fokusirati na svijetli IR izvor svjetlosti pomoću aktivnog sustava. Ako koristite sustav temeljen na kontrastu, izbjegavajte fotografirati u jednoj boji (poput praznog zida) i izbjegavajte fotografiranje noću.

Osim toga, poprilično ne morate o tome razmišljati. Na neki način, to je vrsta poante.

Jeste li fotograf? Imate li kakvih savjeta za dijeljenje s autofokusom? Koji je vaš omiljeni fotoaparat? Javite mi u komentarima!

Broj kredita: “Samsung Galaxy S5“, “SLR“, “DSLR“, autor Wikimedia